Способ проходки шахтного ствола

 

Изобретение относится к строительству шахт и др. подземных сооружений с применением искусственного замораживания горных пород. Цель - предотвращение прорыва в шахтный ствол воды путем повышения надежности его гидроизоляции. Для этого вокруг шахтного ствола бурят с промывочным раствором скважины. После бурения каждой скважины ее стенки очищают от глинистой корки и промывают трещины в породе путем прокачки воды через соседние скважины. Затем в скважину подают тампонажный раствор (ТР) и осуществляют монтаж и спуск в скважину замораживающих колонок. Дальнейшее формирование тампонажного моста выполняют вытеснением на его высоту ТР при погружении замораживающих колонок. Период начала схватывания Т<SB POS="POST">0</SB> и плотность ρ<SB POS="POST">т</SB> ТР задают по соотношениям: Т<SB POS="POST">0</SB>/Т<SB POS="POST">м</SB>≥1,2 и ρ<SB POS="POST">Т</SB>т/ρ<SB POS="POST">п</SB>≥1,2, где Т<SB POS="POST">м</SB> - затраты времени на извлечение бурового става и погружение колонок, ч

ρ<SB POS="POST">N</SB> - плотность промывочного раствора, кг/м<SP POS="POST">3</SP>. Созданный во всех скважинах цементный мост в затрубном зазоре на контакте водоносного горизонта и водоупора предотвращает проникновение воды с песком в трещины массива и прорыв ее в ствол и выработку. В смонтированные колонки подают хладоноситель, в результате циркуляции которого вокруг ствола образуется ледопородное ограждение, под защитой которого осуществляют выемку породы и возведение крепи ствола и примыкающих горных выработок. 1 з.п. ф-лы. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7 А1 (19) (111 (11 4 E 21 0 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ путем повышения надежности гидроизоляции ствола, На фиг ° 1 представлена фаза бурения замораживающих скважин вокруг контура ствола шахты, план; на фиг,2разрез А-А на фиг.1; на д>иг.3 — фаза нагнетания тампонажного раствора; на фиг.4 — фаза посадки эамораживаюГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4281921/23-03 (22) 13.07.87 (46) 23.08.89. Бюл. М 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) H.Т.Логачев, С.А.Съедин, А.В.Лежнев и В.П.Лукин (53) 624.152.611 (088.8) (56) Трупак Н.Г. Специальные способы проведения горных выработок. — M ° .

Недра, 1976, с. 190.

Там же, с, 273-215. (54) СПОСОБ ПРОХОДКИ ШАХТНОГО СТВОЛА (57) Изобретение относится к строительству шахт и др ° подземных сооружений с применением искусственного замораживания горных пород. Цельпредотвращение прорыва в шахтный ствол воды путем повышения надежности его гидроизоляции. Для этого вокруг ствола бурят с промывочным раствором скважины. После бурения каждой скважины ее стенки очищают от глинисИзобретение относится к строительству шахт и других подземных сооружений с применением искусственного замораживания горных пород и может быть использовано преимущественно при сооружении вертикальных стволов.

Целью изобретения является предотвращение прорыва в ствол воды

2 той корки и промывают трещины в породе путем прокачки воды через соседние скважины. Затем в скважину подают тампонажный раствор (TP) и осуществляют монтаж и спуск в скважину замораживающих колонок. Дальнейшее формирование тампонажного моста выполняют вытеснением на его высоту TP при погружении замораживающих колонок. Период начала схватывания Т и плотность рт ТР задают по соотношениям:. Т,/Т, 1,2 и р, /P„ 1,2, г,е

Т вЂ” затраты времени на извлечение бурового става и погружение коле ccrc ч, Р плотность промывочного раствора, кг/м . Созданный во всех сква- д

Ю жинах цементный мост в затрубном зазоре на контакте водоносного горизонта и водоупора предотвращает проникновение воды с песком в трещины массива и прорыв ее в ствол и выработку.

В смонтированные колонки подают хладоноситель, в результате циркуляции которого вокруг ствола образуется Мииб ледопородное ограждение, под защитой которого осуществляют выемку породы и возведение крепи ствола и примыкающих горных выработок. 1 э.п. A-лы, 6 ил.

1502837

30 тов.

Тампонажный раствор закачивают 45 насосом по буровому ставу 10 в ниж1 нюю часть скважины 1. Закачав расчетный объем раствора 8, буровой став 10 извлекают. Затем приступают к монтажу и спуску в скважину эаморя- 50 живающ и колонки 14.

В тампоняжный раствор 8 вводят замедлитель схватывания в таком количестве, чтобы период начала схватывания раствора Т не менее, чем в 1,2 раза превышал суммарные затраты времени Т на подъем бурового ставя 10 монтаж и спуск в щей колонки в скважину; на фиг ° 5 фаза промывки трещин от глинистого заполнителя; на фиг.6 — фаза проходки ствола и возведения крепи. 5

Способ проходки ствола осуществляют следующим образом.

Бурят скважины 1 по замкнутому контуру вокруг будущего шахтного ствола 2. Каждая скважина 1 пересе- 10 кает, например, водоносные горизонты (пласты песков) 3 и 4, водоупор

5 и трещиновяный массив 6, в котором заложены приствольные выработки 7.

Зятем приступают к закачке в сква- 15 жину тямпоняжного раствора, характеризующегося минимальным пучением в процессе замораживания.

Перед монтажем замораживающих колонок в почве нюкнего водоносного горизонта ня участке h заполнения тампоняжным раствором для заложения тампоняжного моста 9, стенки каждой пробуренной скважины 1 очищают от

25 глинистой корки последовательно.

Для этого при вращяюшемся буровом стане 10, на нижнем конце которого имеется буровая коронка 11, несколько раз производят спуск-подъем его в пределах устанавливаемого моста

9. После очистки стенок скважины 1 от глинистой корки от промывочного раствора 12 опускают буровой став 10 до упора в забой 13 скважины 1. На поверхности готовят тямпоняжный 35 раствор 8 требуемого состава, коли чество которого определяют расчетным путем, объем тямпоняжного раствора, необходимый для образования моста 9, обусловлен высотой h, оп- 40 ределяемой иэ условия противодействия моста давлению воды со стороны вышеэалегающих водоносных горизонскважину 1 с тампонажным раствором замораживающей колонки 14 и произв водят контроль вытеснения тампонажного раствора на высоту создаваемого тампонажного моста. Плотность тампонажного раствора РА,и плотность промывочного раствора р„ назначают иэ соотношения 1,„: 1„ 1,2.

В описанном порядке бурят, тампонируют и оборудуют замораживающими колонками 14 последовательно все скважины 1 вокруг шахтного ствола 2.

Созданный во всех скважинах цементный мост в зятрубном зазоре на контакте водоносного горизонта 4 н водоупора

5 предотвращает проникновение воды с песком в трещины массива 6 и далее прорыв ее в ствол 2 и выработку 7.

В том случае, когда трещины 15 пород заполнены пучящей при замораживании глиной, перед нагнетанием тампоняжного раствора 8 в скважины удаляют глину иэ трещин 15, прилегающих к стволу 2 и выработке 7. Для этого в соседние скважины 1 и 1а опускают труби 16 с пакерами 17, устанавливают пякеры 17 в почве водоупора 5, через трубу 16 нагнетают воду 18 в массив 6 и через соседнюю скважину

1а отбирают воду с вынесенной глиной.

Прокачку ведут до появления иэ скважины 1а чистой воды. Далее цикл повторяют и таким путем промывают все скважины 1 вокруг ствола 2. После промывки трещин в скважины закачивают тямпонажный раствор 8 и опускают замораживающие колонки 14.

В смонтированные замораживающие колонки 14 известным способом подают хладоноситель, в результате циркуляции которого образуется вокруг шахтного ствола ледопородное ограждение 19, под защитой которого осуществляют выемку породы и возведение крепи 20 ствола 2 и примыкающих горных выработок 7, так кяк при посадке замораживающей колонки в тампонажный раствор заполняются все пустоты, раковины и образуется уплотнение между замораживающей колонкой и стенкой скважины, то обеспечивается надежная изоляция горных выработок и ствола. Это исключит прорыв воды с песком после бттаивания ледопородного огражпения и сократит стоимость работ и затраченное время при строительстве шахт

1502837 за счет исключения работ, связанных с ликвидацией замораживающих скважин, Формула из о бре тения

Способ проходки шахтного ствола, включающий бурение с промывочным раствором скважин вокруг ствола, погружение в скважины замораживающих колонок, замораживание и выемку горных пород, крепление, подачу в скважины тампонажного раствора и формирование тампонажного моста, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью предотвращения прорыва в ствол воды путем повышения надежности гидроиэоляции ствола, после бурения каждой скважины производят очистку ее стенок от глинистой корки, подачу в скважины тампонажного раствора осуществляют до погружения замораживающих колонок, а дальнейшее формирование тампонажного моста выполняют вытеснением на его высоту тампонажного раствора при погружении замораживающих колонок, при этом период начала схватывания и плотность тампонажного раствора задают по соотношениям

Т вЂ” 1 2 и -„- >1 2 т

n — ° где Т вЂ” период начала схватывания тампонажного раствора, ч, Т вЂ” затраты времени на извлечем ние бурового става и погружение замораживающей ко15 лонки, ч, 1. - плотность тампонажного раствора, кг/м, плотность промывочного расти вора, кг/м .

20 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что перед подачей в каждую скважину тампонажного раствора производят промывку трещин в породе путем прокачки воды через соседние

25 скважины.

1 502837

1502837

Фигб

Составитель Л. Черепенкина

Те хред М. Дидик Корректор Т.Малец

Редактор В.Бугренкова

Заказ 5065/46 Тиранит 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул. Гагарина, 101